بخشی از مقاله
چکیده –
با توجه به اهمیت منابع نور همدوس با بازه کوك پذیري وسیع در ناحیه IR میانی، تمامی خواص نوري و پارامتریکی بلورهاي غیرخطی LiGaS2 ، LiGaSe2، LiInS2 و LiInSe2 را به منظور طراحی و ساخت سیستم OPG براي طول موج دمش 800 nm در سه صفحه اصلی x-y، x-z و y-z محاسبه کرده ایم و با ارائه جدول مقایسه اي، مزایاي کاربردي هر یک از این بلورها را جهت تولید پارامتریک نوري در بازه طیفی مذکور نشان داده ایم.
کلید واژه- بلور غیرخطی، تطابق فازي، نوسانگر پارامتریک نوري.
-1 مقدمه
مواد غیرخطی جدید به منظور تولید نور همدوس کوك پذیر در ناحیه IR میانی - - 2 -20 μm که بازه طیفی مناسبی براي کاربردهایی چون اسپکتروسکوپی مولکولی، شناسایی مواد جوي و همچنین بسیاري از دستگاههاي اپتوالکترونیکی می باشد، مورد توجه ویژه قرار دارند. امروزه تنها تعداد اندکی بلور غیرخطی مناسب با بازه شفافیت وسیع از ناحیه مرئیIR / نزدیک تا IR میانی وجود دارند که از این جمله می توان به بلورهاي دومحوري LiGaS2، LiGaSe2 ، LiInS2 و LiInSe2 اشاره کرد. در این بلورها ضریب دوشکستی به اندازه کافی بزرگ است به طوریکه شرط تطابق فازي - phase-matching - در تمامی بازه شفافیت برقرار می شود.
اخیرا دو بلور نوري غیرخطی LiInS2 و LiInSe2 با کیفیت نوري بالا رشد داده شده و از آنها براي تولید هارمونیک دوم - SHG - و نوسانگر پارامتریک نوري - OPO - در ناحیه IR میانی استفاده شده است .[1] پذیرفتاري غیرخطی و بازه هاي شفافیت آنها مشابه با بلور معروف AgGaS2 ، شناخته شده است اما به دلیل ساختار wurtzite-type، مزیتهایی چون پهناي باند وسیع تر و رسانش گرمایی بیشتر دارند. ساختار بلوري و خواص فیزیکی - LGS - LiGaS2 براي اولین بار در سال 1947مورد بررسی قرار گرفت .[2] سپس بلورهایی در ابعاد کوچک با روش Bridgman-Stockbarger رشد داده شده و پیک جذب آن در 330 nm - پهناي باند - 3/76 eV محاسبه شد .[3]
رشد بلور LGSe براي اولین بار در ابعادي در حدود 4mm گزارش شد . نوع تقارن آن مشابه تقارن LGS بود و پیک جذب آن در 340 nm - پهناي باند - 3/65 eV بدست آمد .[4] اخیرا با استفاده از روش Bridgman-Stockbarger بلورهاي LGS، LGSe در ابعاد و کیفیت اپتیکی مناسب رشد داده شده اند، بگونه اي که خواص اپتیکی مهم آنها چون ضرایب عبور و دوشکستی با دقت قابل قبولی محاسبه شدند. بازه شفافیت و عبوردهی براي LGS، – 11/6 μm 0/32و براي 0/37 – 13/2 μm LGSe بدست آمد. در این مقاله خواص نوسانگر پارامتریک نوري - OPO - را براي بلورهاي LGS و LGSe بررسی و با بلورهاي LIS وLISe براي طول موج دمش 800 nm در صفحات x-y ، x-z و y-z مقایسه می کنیم.
-2 بررسی خواص پارامتریک نوري
در اینجا با معرفی معادلات Sellmeier براي بلورهاي LiGaS2، LiGaSe2 ، LiInS2 و LiInSe2 ،تطابق فازي، ضریب غیرخطی مرتبه دوم موثر - - deff،GVM - Group Velocity Mismatch - ، زاویه Walkoff، GVD - Group Velocity Dispersion - ، طول Walkoff و طول GVD محاسبه می شوند.
-1-2 معادلات Sellmeier
ضرایب شکست بلورهاي غیرخطی توسط معادلات Sellmeier بصورت تابعی از طول موج بیان می شوند. این معادلات براي بلورهاي LGS، LGSe و LISe بصورت زیر تعیین می گردند :[ 5]
